WO2002080816A1

WO2002080816A1 - Element a electrodes de stimulation retinienne, et dispositif retinien artificiel utilisant l'element a electrodes

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Publication number: WO2002080816A1
Application number: PCT/JP2002/001340
Authority: WO
Inventors: Satoshi Suzuki
Original assignee: Nagoya Ind Science Reserach I; Satoshi Suzuki
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2002-10-17
Also published as: US20040078064A1; US7158836B2; JP4130589B2; JPWO2002080816A1

Description

明細書網膜刺激用電極部材、およびその電極部材を用いた人工網膜装置等技術分野

本発明は、網膜刺激用電極部材および、その電極部材を用いた人工網膜装置等に関するものである。背景技術

近年の医療技術の進歩にもかかわらず、失明に対しては有効な治療法はいまだ存在していない。失明は、単なる視覚機能の喪失に止まらず、患者の精神生活および社会生活に対して重大な影響を及ぼす疾患である。このため、失明を治療するための技術が切実に求められている。

図 1には、網膜の断面図を示した。網膜の外側には、眼球の外層を形成する強膜 Aがあり、その内側には、順に視細胞 B、網膜双極細胞 C、および網膜神経節細胞 Dが存在している。このうち、視細胞 Bは光を受容して電気信号に変換する役割を、また網膜双極細胞 Cと網膜神経節細胞 Dとは、その電気信号を脳内に伝達する役割を果たしている。眼球の前方（図において下方）から進入した光は、透明な網膜神経節細胞 Dと網膜双極細胞 Cとを素通りして視細胞 Bによって感知され、電気信号に変換された後、その電気信号が網膜双極細胞 Cを経て網膜神経節細胞 Dへと伝達される。網膜神経節細胞 Dの末端は脳内に進入しており、電気信号が脳内で画像を形成する。

図 2には、従来の網膜刺激用電極部材 1 0 0 (以下、電極部材 1 0 0と言う。）を網膜上に装着したときの断面図を示した。電極部材 1 0 0は、電線 1 0 4の一端部分に接続されており、その電線 1 0 4の他端（図示せず）から送信される画像用の電気信号を網膜双極細胞 Cに伝達する。電極部材 1 0 0には、電気信号を伝達する複数の電極 1 0 1と、それらの電極 1 0 1を所定の位置（例えばマトリックス状) に保持する支持部 1 0 2と、支持部 1 0 2を強膜 Aに固定する固定用ピン 1 0 3とが設けられている。また、それぞれの電極 1 0 1は、支持部 1 0 2 の裏面側（網膜に接触する面側）に平面状に露出するようにして設けられている。ところが、固定用ピン 1 0 3を強膜 Aに差し込んで電極部材 1 0 0を網膜上に固定するときに、必要以上に支持部 1 0 2を網膜に押し付けてしまうことがある。このとき、支持部 1 0 2の裏面全体が面当たり状態で網膜上に装着される構成であつたため、支持部 1' 0 2の裏面が網膜を圧迫して悪影響を与えるおそれがあつた。

また、本来的には、電極 1 0 1が電気信号を与える部位は、網膜双極細胞 Cであるにも拘わらず、従来の電極部材 1 0 0では網膜神経節細胞 Dにも電気信号が与えられる構造となっている。ここで、網膜神経節細胞 Dは、複数の網膜双極細胞 Cからの電気信号を送信するために茎状に伸びている。このため例えば、図 3 に示すように、 3 6個の電極 1 0 1を備えた電極部材 1 0 0において、「H」文字 (図示 +を付した電極 1 0 1に電圧を加える）の画像に相当する電圧を加えた場合であっても、使用者（失明患者）にとつては、「U」文字の画像として認識されることがあった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、必要以上の広範囲に渡って網膜を圧迫することがなく、かつ実際に送信された画像ィメージを結像することができる網膜刺激用電極部材を提供することにある。

また、他の目的は、そのような電極部材を用いて、画像信号を脳内に伝達することが可能な人工網膜装置を提供することにある。発明の開示

上記の課題を解決するために第 1の発明は、網膜に電気信号を送信する複数の電極と、これらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材であって、前記支持部において網膜に対向する対向面には、前記電極が網膜に接触するのを許容する一方、前記対向面の全体が網膜に接触するのを規制する位置決め突部が設けられていることを特徴とする。

本明細書中において、網膜とは、眼球の最も内側に位置する感覚神経上皮組織のことを意味しており、視細胞、網膜双極細胞、および網膜神経節細胞を含むものである。本明細書中において、位置決め突部とは、支持部の対向面から網膜側に向かつて突設されたものである。また、位置決め突部が設けられる位置は、必ずしも支持部の内側にある必要はなく、支持部の側方に突設した位置に設けられていてもよい。また、位置決め突部の個数には、こだわらず、一^ ^またはそれ以上のぃく ' つでもよい。また、支持部の中央部分のみに複数の電極を配置し、支持部のそれ以外の周辺部分全てを位置決め突部とすることもできる。

第 1の発明によれば、網膜刺激用電極部材が網膜上に装着されたときには、網膜に対しては支持部の位置決め突部が接触するので、従来のように支持部の裏面全体が網膜に接触する場合に比べると、電極が刺激しようとする部分の網膜に対する圧迫の影響を減少できる。

第 2の発明は、第 1の発明に記載のものであって、前記位置決め突部は、前記支持部を網膜上に固定する固定部を兼ねることを特徴とする。

第 1の発明および第 2の発明においては、電極の形状は問われず、例えば従来のように網膜の網膜神経節細胞に接触する面状電極でもよく、また針状の電極でもよレ、。

本明細書中において、固定部とは、網膜刺激用電極部材の支持部を網膜上の所定の位置に固定する部位のことを意味しており、（a )支持部に設けられて、支持部と網膜との間を引力的に固定するもの、または（b ) 電極部材とは別に設けて、支持部を網膜側に押圧することで固定するものの両者を含む。そのような構成のうち、（a ) に含まれるものとしては、強膜に達するピン、接着剤、支持部材と網膜との間を縫い付ける糸などが例示され、（b ) に含まれるものとしては、眼球内部において前半球を押圧することで支持部を固定する部材が例示される。

「兼ねる」とは、例えば、 ①位置決め突部の先端面（網膜への接触面）を接着剤または糸を用いて網膜上に固定するように、物理的の同じ構成が位置決め突部と固定部とを兼用する場合の他に、 ②固定部としてのピンの基端部分を段差を備えて太く形成し、その段差が網膜上に接触する位置決め突部としての役割を持たせるように、固定部の一部を位置決め突部として兼用する場合の構成を含む。第 2の発明によれば、位置決め突部と固定部とを一つの構成により兼用させているので、別々に突設させた場合に比べると、網膜刺激用電極部材の構成をより簡易とすることができる。

第 3の発明は、網膜に電気信号を送信する複数の電極と、これらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材であって、前記電極は、前記支持部において網膜に対向する対向面から、網膜の網膜双極細胞に到達する高さを備えた針状に突設されていることを特徴とする。

電極の突設高さは、少なくとも網膜の表面側（網膜神経節細胞側）から網膜双極細胞に達する高さを備えていればよい。その高さは、失明患者毎に異なることが予想されるので、実際の患者毎に予.め測定しておくことが好ましい。このように、電極の突設高さは、一概には規定できないが、一般的には約 1 0 0 ^ m〜約 3 0 0 μ ηιである。

第 3の発明によれば、電気信号を与える電極は、所定の高さを備えた針状に形成されているので、網膜双極細胞に対して直接に接触するようにして、網膜上に装着される。このため、従来のように網膜神経節細胞を介して網膜双極細胞に電気信号を与える場合に比べると、実際に与えた画像ィメージに近い画像を結像させることが可能となる。

第 4の発明は、第 1の発明及び第 2の発明のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材において、前記電極は、前記支持部において網膜に対向する対向面から、網膜の網膜双極細胞に到達する高さを備えた針状に突設されていることを特徴とする。

第 4の発明によれば、位置決め突部が設けられているので網膜に対する圧迫の影響を減少できると共に、針状の電極が網膜双極細胞に対して直接に電気信号を伝達するので実際に与えた画像ィメージに近い画像を結像することが可能となる第 5の発明は、第 3の発明及び第 4の発明において、前記電極は、その先端部分を除いて全周を絶縁体で被覆したことを特徴とする。

「先端部分を除いて」とは、電極が与える電気信号が、標的となる網膜双極細胞のみを刺激し、それ以外の細胞を刺激することを回避するように構成されることを示している。

第 5の発明によれば、電気信号が標的となる網膜双極細胞のみに与えられやすいので、実際に与えた画像ィメージに近い画像を結像させることができる。第 6の発明は、第 3の発明〜第 5の発明において、前記支持部の対向面には、接地電極が設けられていることを特徴とする。

接地電極が設けられる部位は、支持部の対向面の一部でもよく、対向面の全体に設けてもよい。

支持部の対向面に面状の電極を設けた場合には、接地電極を網膜上に接触させることができず、眼球とは別の部位に接地電極を設けていた。ところが、第 6の発明によれば、電極を針状に形成して網膜内に突き刺すように構成しているので、接地電極を網膜上に接触するように設けることができる。

第 7の発明は、縦横にマトリッ'クス状に配置された網膜刺激用の複数の電極に対して、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の刺激電圧を印加するとともに、前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする網膜刺激方法である。

第 8の発明は、請求項 1〜請求項 6のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材と、この電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えたことを特徴とする人工網膜装置である。

信号送信部とは、電極に電気信号を送る作用をするものである。この信号送信部は、電極から延設された電線を介して眼球の外部に設けることも可能であるが、信号送信部を網膜刺激用電極部材と一体化して設けて、眼球内に埋め込む構成とすることが好ましい。その場合には、信号を発信する回路を使用者の体外に設けておき、信号送信部に無線方式（例えば、電波、光信号など）で電気信号を送る構成とすることが好ましい。

第 8の発明によれば、信号送信部から伝えられた電気信号が電極を介して網膜の網膜神経節細胞に伝達されて、脳内に画像イメージが結像'される。

第 9の発明は、網膜に電気信号を送信する複数の電極とこれらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材と、この電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えた人工網膜装置において、前記複数の電極は縦横にマトリックス状に配置されており、前記複数の電極の内、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の刺激電圧を印加するとともに、前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする。

また、第 1 0の発明は、請求項 1〜請求項 6のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材と、この電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えた人工網膜装置において、前記複数の電極は縦横にマトリックス状に配置されており、前記複数の電極の内、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の刺激電圧を印加するとともに、前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする。

網膜双極細胞には、視細胞への光刺激に対して、正の電圧パルスを網膜神経節細胞へ送る O N型と、負の電圧パルスを網膜神経節細胞へ送る O F F型との二種類の細胞が存在することが分かっている。従来の人工網膜装置では、複数の電極のうち画像パターンに対応する電極のみに刺激電圧を印加していたため、画像パターンについて十分なコントラストを得ることが困難であった。

そこで、第 7の発明、第 9の発明、及び第 1 0の発明では、 O N型および O F F型の網膜双極細胞を考慮して、画像パターンに対応する第 1の刺激電圧と、その画像パターンの背景領域に接地電極に対して逆極性の第 2の刺激電圧とを印加するようにしたので、脳内に結像される画像パターンに十分なコントラストを与えることが可能となる。

第 1 1の発明は、第 1 0の発明において、前記結像用の電気信号を制御する制御装置を備えるとともに、前記固定部が、前記制御装置に対する電源を供給可能なコイルを兼ねることを特徴とする。

眼球内に信号送信部と電極部材とを装着した場合には、眼球の外部から信号送信部に対して無線で信号を送信することが好ましい。このような構成とした場合には、更に信号送信部と電極部材との間に、電気信号を制御する制御装置（例えば、マイクロコンピュータ）を設けることが好ましい構成となる。しかしながら、その場合には、制御装置への電源を供給することが困難となるため、本発明では固定部がコイルを兼ねる構成とし、そのコイルに対して誘導電流を発生させることにより、制御装置に対する電源を供給できるようにした。

第 1 2の発明は、眼球の前面を開放して開口を形成し、その開口から眼球の内部に人工網膜装置を挿入することを特徴とする手術方法である。また、このときの人工網膜装置は、第 8の発明〜第 1 1の発明のいずれかに記載したものであることが好ましい。

第 ₈の発明〜第 1 iの発明に記載した人工網膜装置を眼球内に埋設する丰術を受ける人に対しては、必ずしも眼球の前面にある組織 (例えば、角膜）を残しておく必要がない。このため、眼球の前面を開放して開口を形成することが可能となり、そのような術式では、人工網膜装置の挿入を容易に行うことができる。図面の簡単な説明

第 1図は、網膜の側断面図である。

第 2図は、従来例における網膜刺激用電極部材を網膜に装着したときの側断面図である。

第 3図は、従来例において、複数の電極に刺激電圧をかけたときの印加方法である。

第 4図は、第 1実施形態における網膜刺激用電極部材を網膜に装着したときの側断面図である。

第 5図は、第 1実施形態における網膜刺激用電極部材を網膜に装着したときの拡大側断面図である。

第 6図は、第 1実施形態における人工網膜装置の構成図である。

第 7図は、第 1実施形態において、複数の電極に刺激電圧をかけたときの印加方法である。

第 8図は、第 1実施形態において、複数の電極にかける第 1の刺激電圧（A) と索 2の刺激電圧（B ) とを示すタイミングチャートである。

第 9図は、第 2実施形態における人ェ網膜装置を眼球内に装着したときの側断面図である。

第 1 0図は、第 2実施形態における人工網膜装置を眼球内に装着したときの切開の大きさを示す眼球の前面図である。第 1 1図は、第 2実施形態における人工網膜装置の構成図である。第 1 2図は、第 3実施形態における人工網膜装置を眼球内に装着したときの側断面図である。

第 1 3図は、第 3実施形態における人工網膜装置を眼球内に装着したときの切開の大きさを示す眼球の前面図である。

第 1 4図は、第 3実施形態における人工網膜装置の構成図である。

第 1 5図は、第 3実施形態における人工網膜装置を眼球内に装着した後の外形を示す図面である。（A ) は正面図、（B ) は側面図、（C ) は背面図である。第 1 6図は、第 3実施形態における人工網膜装置を眼球内に装着する前の側面図である。

なお、図中の符号は、それぞれ、 1…網膜刺激用電極部材、 2…電極、 3…支持部、 3 A…対向面、 4， 2 3…固定部、 5…位置決め突部、 6…接地電極、 7 , 1 1 , 2 1…信号送信部、 2 2…制御装置、 8， 1 0， 2 0…人工網膜装置、 C …網膜双極細胞、 F…網膜である。

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発明を実施するための最良の形態

次に本発明を実施するためのいくつかの実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲は、下記の実施形態によつて限定されるものではなく、要旨を変更することなく、様々に改変して実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。

第 1実施形態

図 1〜図 8を参照しつつ、第 1実施形態を説明する。図 1には、健常者における網膜 Fの断面図を示した。前述のように、網膜 Fの外側には、眼球の外面を覆う強膜 Aがあり、その内側に順に、視細胞 B、網膜双極細胞 C、および網膜神経節細胞 Dが存在している。本実施形態の網膜刺激用電極部材 1 (以下、「電極部材 1」と言う。）の適用が予想される網膜色素変性症や加齢性黄班変性症の患者の病態としては、まず視細胞 Bが変性して光を電気信号に変えることができなくなり、次に網膜双極細胞 Cや網膜神経節細胞 Dなどの視覚経路が機能しなくなって失明に至るというものである。しかしながら、重度の網膜色素変性症の患者においても、網膜内層の網膜双極細胞 Cの約 7 0 %、網膜神経節細胞 Dの約 3 0 %程度が残されていることが知られている。電極部材 1は、網膜神経節細胞 D側から取り付けられて、網膜双極細胞 Cに対して直接に電気信号を伝達するものである。次に、図 4〜図 7を参照しつつ説明する。図 4には、電極部材 1を網膜 Fに装着したときの様子を示した。電極部材 1には、網膜 Fに電気信号を送信する複数の電極 2と、これらの電極 2を縦横にマトリックス状に保持する支持部 Sと、この支持部 3を網膜上に固定する固定用ピン 4 (本発明における固定部に該当する。）とが設けられている。このうち、支持部 3は、絶縁性の樹脂（例えば、ケプトン（CHOMERICS 社製））により略長方形の薄板状に一体に形成されている。図 5 に拡大して示すように、支持部 3の内部には、所定の位置に電極 2が配置されている。電極 2 (例えばイリジウムから形成することができる。）は、支持部 3において網膜 F (図 5において下方）に対向する対向面 3 Aから針状に突設されている。また、電極 2が対向面 3 Aから突設する高さ Lは、網膜の表面 Eから網膜双極細胞 Cに到達できる高さとされている。また、電極 2は、その先端部分 2 Aを除いて全周が絶縁性の樹脂で被覆されている。

また、支持部 3の四隅には、その先端 4 Bが対向面 3 Aに突出する固定用ピン 4が設けられている。この固定用ピン 4は、例えばセラミック製のものであり、後端の押圧部 4 Aが支持部 3の上面 3 B側に突設されている。押圧部 4 Aは、円板状とされており、固定用ピン 4の先端 4 B側を強膜 Aの内部に押し込むときに、押圧操作がなされる。また、各固定用ピン 4には、先端 4 B側から位置決め突部 5が嵌め込まれている。

この位置決め突部 5は合成樹脂により、固定用ピン 4の外径よりも僅かに小さい内径を備えた略円筒状に形成されており、その一面側が対向面 3 Aに接着されている。また、位置決め突部 5の高さ Mは、電極 2の突設高さ Lに比べて所定の分だけ高く設定されている（詳細については後述する。）。なお、位置決め突部 5 の下端面 5 A (網膜 Fに接触する面側）を四個合わせたときの面積の合計は、対向面 3 Aの面積よりも小さく設定されている。

また、対向面 3 Aにおいて、電極 2が突設されていないところには、図 5に示すように、接地電極 6が設けられている。接地電極 6は、連続体として形成されており、対向面 3 A側に一体に取り付けられている。

電極部材 1を網膜上に装着するには、支持部 3の対向面 3 Aを網膜 Fに対向させながら、電極部材 1全体を所定の位置に配置する。次に、固定用ピン 4の先端 4 Bを網膜 Fに差し込み、さらに先端 4 Bを強膜 Aに押し入れるように押圧部 4 Aを押し付ける。このとき、位置決あ突部 5の下端面 5 Aと強膜 Aとの間に、網膜 Fが挟み付けられるようにして押し込み操作が進行する。強膜 Aは適当な強度を備えているので、押圧部 4 Aを所定の深さまで押し込むと、強膜 Aが（挾み付けられた網膜 F介して）下端面 5 Aを押し返すことにより、固定用ピン 4が所定の深さ位置まで押し込まれたことが分かる。こうして、位置決め突部 5の下端面 5 Aの位置決めがなされる。電極部材 1が所定の位置に装着されると、位置決め突部 5の高さ Mと電極 2の突設高さ Lとの差（M— L ) によって、電極 2の先端部分 2 Aは網膜神経節細胞 Dを通り超えて網膜双極細胞 Cに接触することになる。このようにして電極部材 1を装着した後には、電極 2を介して画像パターンに対応する電気信号を網膜双極細胞 Cに送信することにより、使用者の脳内に画像イメージを送り込むことができる。図 6に示すように、眼球 Pにおいて網膜上に装着される電極部材 1には、電極 2から延設される電線 Wを介して信号回路 7 (本発明の信号送信部に該当する。）が接続されており、使用者（失明患者）に対しては、この信号回路 7と電極部材 1とを備えた人工網膜装置 8が取り付けられる。信号回路 7からは、複数の電極 2に対して、画像イメージに対応する所定の電気信号が発信されるようになつており、その電気信号が電極 2の先端部分 2 Aから網膜双極細胞 Cに伝えられる。 . ここで、信号回路 7が複数の電極 2に流す電気信号の処理方法（網膜刺激方法）について、図 7およぴ図 8を参照しつつ説明する。図 7では、縦横に 6 x 6のマトリックス状に配置された三十六個の電極 2が設けられた電極部材 1を示している。例えば、全体として十文字の画像パターンを送信しょうとする場合には、図中の「十」が付された電極（すなわち、十文字の画像パターンに対応する電極）に第 1の刺激電圧（図 8 ( A) ) を印加する。また、このとき、十文字の画像バターンの背景領域に対応する電極（図中の「一」が付された電極）には、接地電極に対して第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧（図 8 ( B ) ) を印加する。こうして、「十」と「一」との両極性を備えた刺激電圧が印加されるため、画像ィメージのコントラストを向上させることができる。

このように本実施形態によれば、電極部材 1が網膜上に装着されたときには、網膜 Fに対しては支持部 3の対向面 3 Aの面積よりも小さな面積を備えた位置決め突部 5が接触するので、従来のように支持部 1 0 2の裏面全体が網膜 Fに接触する場合に比べると、網膜 Fに対する圧迫の影響を減少できる。

また、位置決め突部 5と固定用ピン 4とを一つの構成により兼用させているので、別々に突設させた場合に比べると、電極部材 1の構成をより簡易とすることができる。加えて、固定用ピン 4は網膜 Fと接触するので、応力がかかりやすレ、。このため、位置決め突部 5と固定用ピン 4とを兼用させることにより、最も応力がかかりやすい位置が固定されるので電極部材 1全体の位置決めが行いやすい。さらに、電気信号を与える電極 2は、所定の高さを備えた針状に形成されているので、網膜双極細胞に対して直接に接触するようにして網膜上に装着される。このため、従来の電極 1 0 1のように網膜神経節細胞を介して網膜双極細胞に電気信号を与える場合に比べると、実際に与えた画像イメージに近い画像を結像させることが可能となる。

また、電極 2は、その先端部分 2 Aを除いて全周が絶縁体で被覆されていることから、電気信号が標的となる網膜双極細胞 Cのみに与えられやすいので、実際に与えた画像イメージに近い画像を結像させることができる。

また、電極 2を針状に形成して網膜内に突き刺すように構成しているので、接地電極 6を網膜上に接触するように設けることができる。

さらに、網膜双極細胞には O N型と O F F型との二種類の細胞が存在するという特性を考慮し、複数の電極 2に対して、画像パターンに対応する第 1の刺激電圧と、その画像パターンの背景領域に接地電極 6に対して逆極性の第 2の刺激電圧とを印加するようにしたので、脳内に結像される画像パターンに十分なコントラストを与えることが可能となる。また、副次的な効果として、従来と同様のコントラストを備えた画像パターンを送信するときには（条件によっては、従来よりも良好なコントラストを備えた画像パターンを送信する場合でも）、全体として小さな電流で済むことになり、網膜 Fに与える電気的なダメージを減少させることができる。

第 2実施形態

次に、図 9〜図 1 1を参照しつつ、第 2実施形態について説明する。まず図 1 1を参照しつつ、本実施形態の構成について説明する。人工網膜装置 1 0は、電極部材 1と信号送信部 1 1から構成されており、両部材 1、 1 1は電線 Wにより接続されている。この人工網膜装置 1 0は、眼球 Gの内部に装着されるようになつている。信号送信部 1 1は受信器であり、眼球 Gの外部に設けられる送信機 1 2からの結像用電気信号を無線方式で受信する。信号送信部 1 1の外径は、約 5 m m〜約 8 m mであり、水晶体 Hの内径よりとほぼ同等か、それよりも僅かに大きく形成されている。なお、送信機 1 2には、画像信号を作成 ·制御するための信号制御装置 1 3 (例えば、 C C Dカメラ、マイクロコンピュータ等を備えている）が接続されている。

人工網膜装置 1 0を眼球 Gの内部に装着するには、図 1 0に示すように、眼球前面において、水晶体 Hの外周に沿うようにして切開することにより、開口 Jを形成する。その開口 Jから眼球 Gの内部に、電極部材 1及ぴ信号送信部 1 1を順に装着する。

本実施形態によれば、送信機 1 2を介して、信号送信部 1 1から伝えられた電気信号が電極 2を介して網膜 Fの網膜神経節細胞 Dに伝達されて、脳内に画像ィメージが結像される。

第 3実施形態

次に、図 1 2〜図 1 6を参照しつつ、第 3実施形態について説明する。まず、図 1 4を参照しつつ、本実施形態の構成について説明する。人工網膜装置 2 0は、電極部材 1と、この電極部材 1に電気信号を送る信号送信部 2 1と、その電気信号を制御する制御装置（マイクロコンピュータを含む） 2 2と、固定部 2 3とを備えている。信号送信部 2 1は受信器であり、眼球 Gの外部に設けられる送信機 2 4からの結像用電気信号を無線方式で受信する。制御装置 2 2には、制御回路 2 5と電源装置 2 6とが設けられている。電源装置 2 6は、例えばリチウム電池などの二次電池とされている。また、固定部 2 3は、電極部材 1を網膜上に固定するためのものである（構成については、後に詳述する。）固定部 2 3は、コィルを兼ねる構成とされており、外部の一次コイル 2 7から電磁誘導によって送電される電源を電源装置 2 6に供給する。.なお、送信機 2 4には、画像信号を作成 · 制御するための信号制御装置 2 9 (例えば、 C C Dカメラ、マイクロコンピュータ等を備えている）が接続されている。また、信号制御装置 2 9は、一次コイル 2 7の制御も行う。

電極部材 1と信号送信部 2 1と制御装置 2 2は、図 1 5及び図 1 6に示すように、略円筒状の筒状体 2 8として一体に形成されている。筒状体 2 8は、図 1 4 に示すように、ちょうど眼球 Gの内部に収容可能な程度の大きさとされている。すなわち、筒状体 2 8の長さは、眼球 Gの黄班部から虹彩裏面までの長さとほぼ同等とされており、筒状体 2 8の外径は、眼球 Gの前部において、強膜と角膜との境界部分の径ょりも僅かに小さくされている。

また、四個の固定部 2 3は、筒状体 2 8の前半部分（眼球 G内において前半球部分に位置する部分。毛様体周辺部の内面。）の外周面の周方向に沿って、ほぼ均等に配置されており、それぞれ外方に張り出されている。各固定部 2 3は、適度な弾性を備えた部材（例えば形状記憶合金）から構成されている。固定部 2 3 は、その両端縁が筒状体 2 8の外表面に連結されており、ブリッジ状とされている。固定部 2 3の前部 2 3 Aは、眼球 G内壁の形状に合わせて、円弧状に形成されている。また、固定部 2 3は、人工網膜装置 2 0が眼球 Gの内部に装着される前には、筒状体 2 8の外表面に沿うようにして折り畳まれている。一方、人工網膜装置 2 0が眼球 Gの内部に装着された後には、図 1 2及び図 1 5に示すように、筒状体 2 8の外径方向に張り出すと共に、眼球 Gにおいて前半球部分の内壁に接触している。こうして、固定部 2 3が筒状体 2 8を眼球 G内の後方に押圧することにより、電極部材 1の支持部 3を網膜 F側に押圧することで、支持部 3が網膜 F上の所定の位置に固定される。

上記のように構成された人工網膜装置 2 0を眼球 Gの内部に装着するには、図 1 3に示すように、眼球 Gの前面を開放して開口 Kを形成し、その開口 Kから眼球 Gの内都に人工網膜装置 2 0を挿入する。なお、人工網膜装置 2 0の眼球 Gへの埋め込み手術の際には、固定部 2 3が眼球 G内壁に接触する位置よりも後方側を内周面に沿ってレーザ処理しておくことが好ましい。そのようなレーザ光凝固処理により、固定部 2 3による網膜剥離が発生したとしても、黄班部方向への進行を規制できる。

本実施形態によれば、固定部 2 3がコイルを兼ねる構成とされており、そのコィルに対して誘導電流を発生させることにより、制御装置 2 2に対する電源を供給できる。

また、眼球 Gの前面を開放して開口 Kを形成する術式を用いることにより、人ェ網膜装置 2 0の揷入を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、固定部 2 3はコイルを兼ねる構成とされているが、この他の変形例として、アースを兼ねる構成としてもよい。また、本実施形態では、固定部 2 3が支持部 3の位置決めを行う構成とされているので、電極部材 1の固定用ピン 4は設ける必要はない。

Claims

請求の範囲

1 . 網膜に電気信号を送信する複数の電極と、これらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材であって、

前記支持部において網膜に対向する対向面には、位置決め突部が設けられていることを特徴とする網膜刺激用電極部材。

2 . 前記位置決め突部は、前記支持部を網膜上に固定する固定部を兼ねることを特徴とする請求項 1に記載の網膜刺激用電極部材。

3 . 網膜に電気信号を送信する複数の電極と、これらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材であって、

前記電極は、前記支持部において網膜に対向する対向面から、網膜の網膜双極細胞に到達する高さを備えた針状に突設されていることを特徴とする網膜刺激用電極部材。

4 . 請求項 1及び請求項 2のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材において、前記電極は、前記支持部において網膜に対向する対向面から、網膜の網膜双極細胞に到達する高さを備えた針状に突設されていることを特徴とする網膜刺激用電極部材。

5 . 前記電極は、その先端部分を除いて全周を絶縁体で被覆したことを特徴とする請求項 3及び請求項 4のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材。

6 . 前記支持部の対向面には、接地電極が設けられていることを特徴とする請求項 3〜請求項 5のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材。

7 . 縦横にマトリックス状に配置された網膜刺激用の複数の電極に対して、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の刺激電圧を印加するとともに、前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする網膜刺激方法。

8 . 請求項 1〜請求項 6のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材と、この電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えたことを特徴とする人工網膜装置。

9 . 網膜に電気信号を送信する複数の電極とこれらの電極を所定の位置に保持する支持部とが設けられた網膜刺激用電極部材と、こ'の電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えた人工網膜装置において、

前記複数の電極は縦横にマトリックス状に配置されており、前記複数の電極の内、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の朿 I]激電圧を印加するとともに、 5 前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする人工網膜装置。

• 1 0 . 請求項 1〜請求項 6のいずれかに記載の網膜刺激用電極部材と、この電極部材を網膜上に固定する固定部と、前記電極に結像用の電気信号を伝える信号送信部とを備えた人工網膜装置において、

10 前記複数の電極は縦横にマトリックス状に配置されており、前記複数の電極の内、所定の画像パターンに対応する電極には第 1の刺激電圧を印加するとともに、前記画像パターンの背景領域に対応する電極には、接地電極に対して前記第 1の刺激電圧とは逆極性の第 2の刺激電圧を印加することを特徴とする人工網膜装置 _c

1 1 . 前記結像用の電気信号を制御する制御装置を備えるとともに、前記固定 15 部が、前記制御装置に対する電源を供給可能なコイルを兼ねることを特徴とする請求項 1 0に記載の人工網膜装置。

1 2 . 眼球の前面を開放して開口を形成し、その開口から眼球の内部に人工網膜装置を挿入することを特徴とする手術方法。

1 3 . 前記人工網膜装置は、請求項 8〜請求項 1 1のいずれかに記載したもの 0 であることを特徴'とする請求項 1 2に記載の手術方法。